水下c波段紫外線強度探測儀的製作方法
2023-10-04 14:07:04 2
專利名稱：水下c波段紫外線強度探測儀的製作方法
技術領域：
本發明公開一種紫外線強度探測儀，特別是一種能應用於水下，檢測水下c波段紫外線強度的探測儀。
技術背景在城市供水和水處理系統中，消毒作為最基本的水處理單元,是保證用戶安 全用水必不可少的措施之一，己成為防止疾病傳播、擴散的重要防線。"十一五"計劃明確提出以飲用水安全作為重點，加強水汙染防治的戰略方針。但自20世 紀70年代發現氯消毒產生"三致"物質，並且不能有效殺滅隱孢子蟲及其孢囊, 人們開始重新審視消毒問題。現今，人們亟需研製開發一種安全、高效的氯替 代消毒技術，而紫外消毒因其不產生消毒副產物，成為了當今研究與應用的重 點。但目前的消毒系統存在下列問題(1)紫外線消毒效果與UV-C的劑量成 正比關係,劑量太低對微生物的消毒效果較差,且還有修復現象(光修復和暗修復)， 但是如果紫外線的劑量太大就會造成浪費。因此，合理控制紫外線的劑量十分重 要。(2)傳統的用化學、生物學等方法確定實際應用系統的紫外劑量的方法監 測頻次低，採樣誤差大，監測數據不準確，用於推斷和選擇系統結構上有局限 性，只能用於系統結構設計後的驗定。(3)傳統方法不能及時反映消毒系統運 行狀況，存在清洗或更換不及時會影響出水水質，更換燈和清洗次數過於頻繁 又造成極大能源浪費等問題。(4)傳統測量方法無法及時預測和處理異常情況。 發明內容針對上述提到的現有技術中供水和水處理系統水質難以檢測的缺點，本發 明提供一種用於水下檢測C波段紫外線強度的探測儀，可通過C波段紫外線專用光電二極體檢測水下c波段紫外線強度來確定利用c波段紫外線對水的消毒情況。本發明解決其技術問題採用的技術手段為 一種水下C波段紫外線強度探 測儀，該探測儀包括探測頭、外殼、放大電路、微機處理系統，探測頭設置在 外殼內，外殼採用用不鏽鋼材料，外殼的連接部位以及探測頭導線出口處都設 有O形防水圈或矽膠，探測頭內部灌裝有矽膠，外殼上開有進光孔，進光孔上 設有濾光片，探測頭安裝在進光孔處；探測頭採用對C波段紫外線敏感的專用 光電二極體；放大電路由運算放大器配合外圍電容、電阻組成，探測頭輸出與 放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端與微機處理系統連接，放大電路輸 出信號經A/D轉換後送入微機處理系統，經計量定標後，就可以換算成相應的 紫外輻射強度值並可以進行顯示。本發明解決其技術問題採用的技術手段進一步還包括所述的放大電路為在運算放大器的同向輸入端電連接有串聯的電阻R1、電 阻R2的公共端，電阻R1另一端接+5V電源，電阻R2另一端接地，紫外C專 用光電二極體正極接地，負極與運算放大器反向輸入端連接，運算放大器的反 向輸入端與輸出端之間並聯連接有電容C和電阻R。所述的濾光片採用僅可通過C波段紫外線的紫外幹涉窄帶濾光片。所述的紫外C專用光電二極體採用寬帶隙半導體AlGaN材料製成的光電二 極管。所述的微機處理系統數據輸出端上連接有顯示裝置。本發明的有益效果是本發明可直接測量水下紫外輻射強度，可以在殺菌 過程中對紫外輻照強度和紫外穿透率進行實時測量，能及時準確將紫外燈老化和石英管套外壁結垢狀況反饋給控制中心並通過預先編制的程序控制全自動清 洗裝置對紫外燈進行全自動清洗，實現了對石英套管的自動清洗、水處理流量 的自動控制和紫外燈的輻射強度的持續全自動監控，並可與監控系統聯用能及 時給出紫外強度信號，能自動調節水處理流量和反應時間以及紫外燈放射量從 而保證殺菌效果。同時本發明還可以及時探測消毒系統中發生的異常情況並利 用報警系統發出警報，確保工作人員能及時處理該異常情況，減小了勞動力成 本，使清潔過程和殺菌過程同步進行，節省了能源，保證了出水水質。
下面將結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的說明。
圖1為本發明結構示意圖。
圖2為圖1的剖視結構示意圖。 圖3為本發明的電路原理圖。
圖中，l-外殼，2-濾光片，3-導線，4-防水圈，5-探測頭，6-矽膠。
具體實施例方式
本實施例為本發明優選實施方式，其它凡其原理和基本結構與本實施例相 同或近似的，均在本發明保護範圍之內。
本發明主要包括外殼l、控制電路、探測頭5，探測頭5設置在外殼1內， 探測頭5通過導線3與控制電路電連接。參看附圖1和附圖2，本實施例中，外 殼1為相互配合的上下兩部分組成，外殼1釆用不鏽鋼材料定型加工而成，外 殼1上下兩部分相互配合處設有防水圈，外殼1上開有進光孔，進光孔處安裝 有濾光片2，濾光片2與外殼1配合處採用矽膠粘合，防水其漏水，探測頭5設 在進光孔處，使紫外線光透過濾光片可直接照射到探測頭5上。外殼1上導線3的出口處也設有矽膠材料，以防止水的滲漏。外殼1內，灌注有矽膠材料，用
矽膠將外殼l內電路包裹，以達到防水效果。由於紫外線中，只有的c波段紫 外線才具有水下消毒的作用，本探測儀需檢測的也即是的c波段紫外線強度，
但是，水下的光線除了包括有C波段紫外線外，還包括有A波段紫外線、B波 段紫外線、可見光等多種光線，這些光線會對C波段紫外線的檢測造成影響， 因此，本發明在外殼上設有濾光片2，本實施例中的濾光片2採用僅可透過C 波段紫外線的紫外幹涉窄帶濾光片，其可有效防止A波段紫外線、B波段紫外 線、可見光等的進入，使探測頭5檢測到的光線強度僅為C波段紫外線強度。 探測頭5採用寬帶隙半導體AlGaN材料製成的光電二極體Dl，其對C波段中 波長為254nm的紫外線響應最大，而對A波段紫外線、B波段紫外線和可見光 不敏感。
參看附圖3，附圖3為本發明的電路原理圖。圖中為控制電路，控制電路主 要為放大器IC組成的放大電路。本實施例中，放大器IC採用型號為AD844的 運算放大器。電阻R1和電阻R2串聯連接，電阻R1的非公共端接+5V電源， 電阻R2的非公共端接地，電阻R1和電阻R2的公共端接放大器IC的同向輸入 端，光電二極體D1正極接地，光電二極體Dl負極與放大器IC的反向輸入端 連接，電阻R與電容C並聯，電阻R—端連接在放大器IC的反向輸入端，電 .阻R另一端連接在放大器IC的輸出端。放大器IC的輸出端與微機處理系統的 數據輸入端連接，可將檢測信號輸入到微機處理系統中進行計算、定標，微機 處理系統的數據輸出端上連接有顯示裝置，可通過顯示裝置顯示相應的數據， 如水下紫外線強度、水質情況等，顯示裝置可採用數碼管或液晶顯示器，或 直接連接至電腦顯示器進行顯示。本發明在使用時，將帶有外殼的探測頭放置於水中，因為所產生的電流比
較微弱，所以必須保證光電二極體D1接地端嚴格接地，防止外部電壓幹擾。水 下光線經過濾光片2濾光後，只有C波段紫外線透過濾光片2照射到光電二極 管Dl上，光電二極體Dl將光信號轉換為電信號，光電二極體Dl所產生的微 電流經放大電路放大以保證其有足夠的強度，放大電路輸出信號經A/D轉換後 送入微機處理系統，經計量定標後，就可以換算成相應的紫外輻射強度值並可 以進行顯示，同時還備有專用軟體來對整個探測過程進行監測，從而實現對水 下紫外強度的實時、連續監測。
權利要求
1、一種水下C波段紫外線強度探測儀，其特徵是所述的探測儀包括探測頭、外殼、放大電路、微機處理系統，探測頭設置在外殼內，A、所述的外殼採用用不鏽鋼材料，外殼的連接部位以及探測頭導線出口處都設有O形防水圈或矽膠，探測頭內部灌裝有矽膠，外殼上開有進光孔，進光孔上設有濾光片，探測頭安裝在進光孔處，可被由進光孔進入光線照射到的位置；B、所述的探測頭採用對C波段紫外線敏感的專用光電二極體；C、所述的放大電路由運算放大器配合外圍電容、電阻組成，探測頭輸出與放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端與微機處理系統連接。
2、 根據權利要求1所述的水下C波段紫外線強度探測儀，其特徵是所述 的放大電路為在運算放大器的同向輸入端電連接有串聯的電阻R1、電阻R2的 公共端，電阻R1另一端接+5V電源，電阻R2另一端接地，光電二極體正極接 地，負極與運算放大器反向輸入端連接，運算放大器的反向輸入端與輸出端之 間並聯連接有電容C和電阻R。
3、 根據權利要求1或2所述的水下C波段紫外線強度探測儀，其特徵是 所述的濾光片採用僅可通過C波段紫外線的紫外幹涉窄帶濾光片。
4、 根據權利要求1或2所述的水下C波段紫外線強度探測儀，其特徵是 所述的專用光電二極體採用寬帶隙半導體AlGaN材料製成的光電二極體。
5、 根據權利要求1或2所述的水下C波段紫外線強度探測儀，其特徵是-所述的微機處理系統數據輸出端上連接有顯示裝置。
全文摘要
本發明公開一種能應用於水下，檢測水下C波段紫外線強度的探測儀。一種水下C波段紫外線強度探測儀，該探測儀包括探測頭、外殼、放大電路、微機處理系統，探測頭設置在外殼內，外殼採用用不鏽鋼材料，外殼的連接部位以及探測頭導線出口處都設有O形密封圈或矽膠，探測頭內部灌裝有矽膠，外殼上開有進光孔，進光孔上設有濾光片，探測頭安裝在進光孔處；探測頭採用對C波段紫外線敏感的專用光電二極體；放大電路由運算放大器配合外圍電容、電阻組成，探測頭輸出與放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端與微機處理系統連接。其可以有效檢測水下紫外線照射強度，減小了檢測成本，使清潔過程和殺菌過程同步進行，節省了能源，保證了出水水質。
文檔編號G01J1/46GK101324464SQ20071007494
公開日2008年12月17日 申請日期2007年6月13日 優先權日2007年6月13日
發明者李朝林 申請人:李朝林